花藥的正常發(fā)育對(duì)于植物正常繁衍和農(nóng)作物產(chǎn)量都有著至關(guān)重要的作用.轉(zhuǎn)錄因子SPL及受體蛋白激酶BAM1和BAM2均在調(diào)控孢原細(xì)胞分化的過程中發(fā)揮重要作用.但迄今對(duì)其功能關(guān)系及下游信號(hào)途徑仍缺乏深入研究.本文利用高通量轉(zhuǎn)錄組測(cè)序手段,通過對(duì)擬南芥spl、bam1、bam2、bam1bam2突變體花藥的轉(zhuǎn)錄組對(duì)比分析,明確了:1)BAM1和BAM2功能冗余地調(diào)控花藥絨氈層發(fā)育、脂質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)、花粉壁形成等方面,但兩者在調(diào)控部分基因表達(dá)上存在亞功能化;2)SPL與BAM1/2共同調(diào)控791個(gè)花粉發(fā)育、脂類轉(zhuǎn)運(yùn)和細(xì)胞壁形成等過程相關(guān)基因的表達(dá),同時(shí)BAM1/2特異調(diào)控326個(gè)脫落酸、水楊酸、茉莉酸信號(hào)途徑以及水分、防御等脅迫刺激相關(guān)基因的表達(dá),而SPL還單獨(dú)調(diào)控3 789個(gè)基因的表達(dá),主要參與到生長(zhǎng)素合成和信號(hào)響應(yīng)、水分、溫度、光等相關(guān)的脅迫刺激.以上結(jié)果為生殖發(fā)育領(lǐng)域相關(guān)研究提供了重要參考.

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【部分圖文】：

圖1bam1/bam2/bam1bam2突變體花藥中差異基因比較和生物學(xué)過程分析

為了進(jìn)一步研究BAM1和BAM2調(diào)控下游基因時(shí)功能的冗余和獨(dú)特性，我們將這1353個(gè)差異基因在3種突變體中的表達(dá)模式進(jìn)行k-means聚類分析，將聚類而成的7組分別命名為G1～G7（圖1(c)).G1組的111個(gè)基因在bam1、bam2、bam1bam2突變體中表達(dá)水平均和野生....

圖2G1～G7組中花粉發(fā)育、脂質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)、轉(zhuǎn)錄、蛋白質(zhì)泛素化和細(xì)胞壁組建相關(guān)基因的表達(dá)變化

G2組中的基因顯著富集在對(duì)于脅迫和刺激的響應(yīng)，包括抗干旱、抗病，毒素代謝、響應(yīng)ABA等，另外也有一些基因顯著參與了細(xì)胞壁組建過程，包括果膠裂解酶、果膠甲基酯酶、木葡聚糖水解酶、糖基水解酶等（圖2(d)).2.3BAM1/2相關(guān)轉(zhuǎn)錄組和SPL相關(guān)轉(zhuǎn)錄組的比較分析

圖3bam1bam2和spl突變體花藥中差異基因比較和生物學(xué)過程分析

為了研究SPL和BAM1/2調(diào)控的生物學(xué)過程，我們將SPL和BAM1/2共同調(diào)控的下游基因、SPL特異調(diào)控基因、以及BAM1/2特異調(diào)控基因3個(gè)基因類群分別進(jìn)行功能富集，發(fā)現(xiàn)SPL和BAM1/2共同調(diào)控的下游基因主要富集在花粉外壁發(fā)育、花粉發(fā)育、脂質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)和細(xì)胞壁組建過程，SPL特....

圖4SPL特異調(diào)控基因在spl突變體花藥中的表達(dá)變化

在SPL特異調(diào)控基因中，雖然沒有花粉發(fā)育過程的顯著富集，但值得注意的是，有56個(gè)花粉相關(guān)基因的表達(dá)水平特異地在spl中顯著變化（圖4(a)).WUS和KNU基因調(diào)控花原基的發(fā)育[16],AP3、SEP2、AG作為B基因調(diào)控雄蕊原基的發(fā)育[1]，這表明除調(diào)控花藥孢原細(xì)胞分化之外，S....

本文編號(hào)：3895227